根据关中-天水经济区发展规划，在“一个核心，一轴，三辐射”的空间战略构想前提下，采用区域经济学原理与方法，对经济区县域生产要素禀赋和科学技术水平等基本特征进行分析评价，得出5种区域差异类型的划分结论，并进行各区土地利用功能定位，为促进产业整合与升级，优化区域经济结构和土地利用结构提供科学依据。分区途径采用自下而上的归并途径与自上而下的演进途径相结合，从土地利用的经济属性、社会属性和生态属性三方面构建土地利用分区指标体系；在对原指标体系进行主成分提取和综合分析后，采用层次聚类法得到主导因子下的专题图；引入区域分工指数和区位熵衡量各县之间的产业集聚趋势及其专题图；借助GIS空间分析法对各因子专题图进行叠置分析，将经济区划分为五个土地利用功能区；最后提出基于区域经济分析的各功能区促进经济区地区分工及一体化，统筹区域经济发展和优化土地利用的对策建议。本研究主要结论有三点：（1）土地分区是实现统筹区域土地利用的重要手段，数值分区与地理区划相结合，能够增强土地分区的可信度，使所得分区结果更为接近现实。本文基于主成分分析和GIS空间分析方法的关天经济区土地利用分区，是在综合分析与评价主要因子和地理区划相对一致性基础上，进一步增加了土地利用分区研究的科学性和定量化水平。本文研究得出研究区的土地利用基本情况呈现出，以渭河为轴线向南北两侧逐渐递减，城乡差异明显，整体由北向南逐渐递增的空间分异特点。（2）本文由区域经济结构测度结果得出：西咸都市圈专业化程度高，地区间产业分工，可互为补充条件的经济结构特点。然后将对产业现状的数量测度转化为GIS图层，并与从区域现状及规划地类的土地自然属性、社会经济属性与土地利用的环境条件指标，对多因素进行空间叠置，然后进行归类，指标表达更加直观，解决了土地利用功能分区保持了下级行政辖区界线的完整性的问题。（3）本文在GIS技术的支持下，利用GIS的空间分析叠置方法，通过对多因素的加权叠置得到关天经济区土地利用功能分区，结果与各区的经济发展、土地资源及生态环境分布一致，基本与客观实际符合。应用GIS空间分析进行土地利用功能分区，改变了过去以定性分区为主的做法，很大程度上减少了人的主观随意性，增加了分区的科学性和准确性。因此，本研究成果对土地利用功能区划研究工作的进展具有重要的实践意义和理论参考价值。